南海的右行陆缘裂解成因

南海成因是西太平洋边缘海动力学研究的重要部分,也关系到特提斯、环太平洋两大超级会聚带的相互作用,是国内外地学界长期研究的热点问题。西太平洋边缘海内带,尤其是日本海和南海在形成时代、海盆形态和海底地貌、海底扩张的多轴、多阶段、由东向西扩展特征、岩石圈地慢的地球化学异常等方面具有共同特征,可能在成因上也相似。南海的海盆的楔形形状、海底扩张及陆架盆地的断陷的由北向南发展和自东向西推进的特征、地壳伸展减薄和海底扩张程度的由东向西减弱都可用尖端向西的“剪刀模型”来描述,即南海的张开是近南北向右行剪切力作用下东亚陆缘发生裂解的结果。南海张开的同时在海盆内及其西缘印支半岛上发育大量近南北向右行走滑断裂,表明当时存在区域性的近南北向右行剪切应力;而在其东缘现在看不到大型近南北向右行走滑断裂,可能是在中中新世以后受从赤道附近滑移北上并沿马尼拉海沟仰冲的菲律宾群岛所破坏的结果。晚中生代以来,在西太平洋构造域、特提斯构造域西段(印度)及东段(澳大利亚)先后发生了朝欧亚大陆的、不同方向和速度的会聚。在这三大作用的复合和竞争的动力学背景下,东亚陆缘发生了有地幔参加传动的“超级剪切”,其应力场经历了左行压扭体制和右行张扭体制交替的阶段性变化。

大连绿地中心结构设计

大连绿地中心为超高层建筑,建筑高度518m,结构高度400.8m,塔冠高度117m。大连风荷载较大,塔冠较高,为风荷载控制的超高层建筑。结合建筑体型、功能布局以及结构受力要求,采用巨型框架支撑+核心筒+伸臂桁架结构体系。整体结构弹性和弹塑性时程分析结果表明,结构整体指标满足规范要求,主要构件性能满足预定抗震性能目标的要求。通过风洞试验,分析了体型优化和塔冠表皮开孔对塔楼风荷载效应的影响。通过分析支撑和伸臂桁架对结构刚度的影响,确定结构抗侧力体系和布置。针对酒店区建筑布置的要求,对酒店区不同结构布置的受力性能进行对比分析,选择合理的密柱深梁结构方案。根据塔楼结构特点,探讨剪重比的合理取值和提高剪重比的措施。

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构地震易损性分析

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构是由巨型钢框架、巨型支撑、组合钢板墙核心筒和伸臂桁架组成的新型超高层结构体系。利用ABAQUS软件建立这种结构体系的计算模型,基于增量动力分析方法得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析。结果表明:巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构在设防烈度大震作用下发生倒塌破坏的概率较小,结构具有良好的抗震性能。巨型支撑可有效控制结构地震作用下的位移反应,减小各损伤状态的超越概率,提高结构的抗倒塌安全储备。

超高层建筑空间巨型框架自由振动计算的新方法

该文是在前一个简化计算模型的基础上(即将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合,二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的Winkler弹性地基,按空间刚架进行刚度分析,建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,按空间杆系-层模型进行振动计算),进一步将巨型框架柱考虑为剪切型弹性地基上的巨型柱(二级框架梁、柱考虑其弯曲变形作为巨型柱的剪切型弹性地基),使简化振动模型更为合理,极大地提高了计算的精确度,为超高层建筑空间巨型框架的振动分析提供一个合理可行的算法。

空腹梁上下弦肢高比对空腹式巨型框架抗震受力性能的影响

本文运用有限元分析软件SAP2000对空腹梁上下弦肢高比不同的空腹式巨型框架的抗震受力性能进行地震反应时程分析,比较肢高比对空腹式巨型框架抗震受力性能的影响;通过有限元创建模型分析后表明,当空腹梁上下弦其中一弦的高度确定后,空腹式巨型框架结构的受力性能随着上下弦肢高比的变化而发生变化。具体表现在,当上下弦的高度接近时空腹式巨型框架结构有较好的受力性能。

600米级超高层钢结构节点可实施性设计重点探讨

超高层建筑高度超过600m后,其主体结构一般采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系,核心筒下部为内嵌单层钢板的组合剪力墙,巨型框架由巨型柱和环带桁架组成,有时也设巨型支撑,这些结构构件尺寸巨大,节点尤其是钢结构节点非常复杂,施工难度很大。通过对在建的3座600m级超高层建筑施工案例的分析,探讨了600m以上超高层钢结构节点的施工可行性研究要点,提出这类结构需进行可实施性设计的必要性和建议,同时指出了可实施性设计的工作重点。

超高层建筑空间巨型框架的水平力和重力二阶效应分析新方法

对超高层建筑空间巨型框架提出一个考虑水平力与重力相互影响的二阶效应的分析方法。将空间巨型框架简化为三维剪切型弹性地基上的压杆巨型柱和Winkler弹性地基上的巨型梁的组合,分别推导出它们的单元刚度矩阵,按空间刚架进行水平力与重力共同作用的二阶分析。为超高层建筑空间巨型框架提供一个合理、简化的二阶效应分析新方法。

双钢板-混凝土组合结构在沉管隧道中的发展与应用

沉管隧道在近年来修建的大型水下隧道工程中越来越多地得到运用,尤其是大型海底隧道。为研究沉管隧道的发展趋势,为工程设计提供参考,文中综述了沉管隧道的历史,总结出其结构形式经历了钢壳-钢筋混凝土结构、钢筋混凝土结构、双钢板-混凝土组合结构3个发展阶段。研究发现以配置横纵向隔板与加劲肋为特征的隔舱式双钢板-混凝土组合结构优点突出,是未来大型沉管隧道的发展方向,值得深化研究与探讨。目前双钢板-混凝土组合结构的相关研究较多,但针对隔舱式双钢板-混凝土组合结构面外性能的研究还比较欠缺,已有设计方法应用了混凝土规范但较为保守。在已有研究的基础上,该文进行3个抗弯梁式试验与3个抗剪梁式试验。试验研究发现已有抗弯设计方法与试验结果符合较好,但其考虑受压翼缘局部屈曲的构造要求可进一步放宽;已有抗剪设计方法低于试验值较多,偏于保守。基于理论分析,文中进一步提出考虑钢-混凝土组合抗剪机制与工字钢腹板抗剪机制两种机制相结合的抗剪设计方法,与试验结果符合较好且有一定富余。

苏州IFS巨型组合柱的设计与研究

文中以苏州IFS超高层项目巨柱为例,对SRC巨柱的轴压比、压弯承载力、抗剪承载力、剪跨比及巨柱在分析中的模拟方法进行了研究,结果表明巨柱截面大小主要取决于结构的整体刚度的要求、初始偏心距对巨柱承载力影响巨大,得到了苏州IFS结构中巨柱基本均可视为长柱的结论;对巨柱箍筋设置及巨柱的模拟方法给出了建议。

考虑节点刚域影响的巨型框架结构分析

针对巨型框架结构体系的受力特点,结合相关文献,提出了剪切变形对巨型框架的影响不可忽略,应采用D值法进行计算水平荷载作用下的巨型框架结构,通过理论推导证明巨型结构考虑节点刚域的必要性,并结合D值法提出适合巨型框架结构的等效截面法,结合算例来给出在巨型框架结构的计算中可以利用等效截面法来考虑节点刚域对巨型框架结构的影响的计算方法。

苏州IFC超限高层结构设计中的关键问题

苏州IFC地下4层,地上93层,建筑高度450m,结构体系为巨型框架-伸臂桁架-混凝土核心筒体系,属超限高层结构。除对设计准则、结构体系与弹性分析结果简单介绍外,重点介绍了超高层结构设计的诸多关键问题,如抗震性能指标、框架承担剪力比例、巨柱的承载力设计、风荷载下舒适度与TMD设计等,希望为类似的超高层工程的结构设计提供经验。

靖江市文化中心剧场商业区结构设计

靖江市文化中心剧场商业区采用框剪结构体系,体型特别不规则,无明显"层"概念,整体属于钢材和混凝土组成的混合结构空间受力体系,主要包括商业街大跨度钢桁架部分、剧场部分和屋顶自由曲面钢结构部分。首先对各部分所采用的结构类型和相互之间的空间关系、连接方式做了详细介绍;其次,根据该工程的特点,简要介绍了计算模型、荷载取值和阻尼比确定等,并采用抗震性能化设计方法,区分关键部位、关键构件、普通竖向构件和耗能构件等,对关键构件设定抗震性能目标进行设计;而后重点介绍了巨型混凝土筒体所采用的型钢支撑-钢板剪力墙体系,以及为防止墙体裂缝产生而采取的一些计算措施和分步施工措施;最后对本工程的基础设计、整体结构的三向罕遇地震动力弹塑性分析做了简要叙述。

钢筋混凝土巨型框架节点区受力分析及抗剪计算

研究了钢筋混凝土巨型框架梁柱节点核芯区的受力性能以及节点区各部分的剪力值和受剪承载力的计算方法。用钢筋混凝土薄膜元理论 ,建立了节点区受力分析的理论方法 ;用建立的方法计算了 4个巨型框架梁柱节点试验模型节点区的承载力和其中一个节点区破坏的模型的破坏过程 ,用极限分析法计算了 4个试验模型梁端的受弯承载力 ,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上 ,提出了节点区抗剪计算的建议 。

中国建筑千米级摩天大楼结构设计与研究

中国建筑千米级摩天大楼超限高层建筑高度1 180m,采用由3个周边单塔+中央交通核每100m通过2层共15m高的连接平台刚性连接而成的巨型组合结构体系。4个单体均采用圆形钢管混凝土柱+钢框架梁+外包钢板剪力墙结构体系,在连接平台楼层周边单塔设置伸臂桁架和腰桁架,单塔沿弧形长度方向设置两道巨型X形支撑。系统介绍了该项目的结构体系及布置、地基基础设计、地震作用和风荷载的确定方法和原则、抗震设防性能化目标;通过不同程序计算,对结构整体计算结果进行分析,对外包钢板剪力墙进行详细研究,关键节点进行有限元模拟。研究表明,体系选择合理,工程各项计算指标比较理想,结构满足性能化设计的要求。

两种新型的弹性地基梁单元及其在超高层建筑结构简化分析中的应用

将超高层建筑空间巨型框架的巨型柱和梁分别简化成剪切型弹性地基梁和广义Winkler弹性地基梁单元,导出其单元刚度矩阵后,再按空间刚架分析计算,得到一种简化分析方法。简化巨型框架柱时,考虑与其相连的二级框架梁、柱的弯曲刚度,并将其作为巨型柱的剪切型弹性地基,构造出剪切型巨型弹性地基梁单元;简化巨型框架梁时,只考虑与其相连的二级框架柱的轴向刚度,并将其作为巨型梁的Winkler弹性地基,构造出广义Winkler巨型弹性地基梁单元。算例表明:简化计算的模型不仅是合理的、有效的,而且其计算结果的精度几乎与精确解有同级的精度。

基于中国尊大厦项目的高烈度区巨型超高层结构设计关键技术研究

对高烈度区巨型超高层结构的地震作用及效应、整体稳定性进行了分析研究,提出了地震作用剪力的质量分布法。对内置钢板混凝土组合剪力墙组合作用及抗裂、多腔钢管混凝土巨柱组合作用进行了原理分析、设计研究,工程实践和监测结果表明,工程中采用上述墙柱抗震效果非常理想。对巨柱分叉节点进行了有限元及试验研究,验证了该节点能很好地满足小震、中震及大震下的性能目标。对内置钢板支撑混凝土组合剪力墙结构进行了试验研究,大震弹塑性时程分析表明,该结构具有较好的延性,有效改善了核心筒墙的损伤程度。对钢制耗能双连梁阻尼器进行了试验验证,研究表明,钢制耗能双连梁阻尼器可以有效减缓混凝土梁的刚度退化。对三钢板高强混凝土叠合墙组成及抗剪承载力进行了分析。利用变刚度调平设计理论设计,实现了桩筏基础无缝设计,很好地控制了差异沉降和总沉降变形。

超高层结构弹塑性模拟中若干问题的讨论

弹塑性动力时程分析方法是确定结构大震安全性的重要方法,也是性能化抗震设计的必要工具和必然趋势。本文基于超高层建筑结构弹塑性分析中累积的经验,对模拟和分析结果判断所遇到的问题提出一些见解,并结合某超高层结构案例的分析结果作为辅助论证。文中提出对连梁、巨柱等构件的模拟应抓住构件的受力和在结构中的作用等特征来简化计算模型,认为在软件还不能准确反映构件或材料细观破坏行为情况下不建议采用精细化的模型。由于结构进入塑性后周期会变长,故本文认为对弹塑性分析的基底剪力、层间位移角等应结合结构动力特性的变化及时程波的动力特性进行综合评判。基于我国规范的性能目标评判标准还有待完善。

巨型框架-核心筒结构地震剪力分布特征分析

目前,我国在巨型框架-核心筒结构体系的工程设计中主要参照现行规范对于普通框架-核心筒结构的相关规定执行。然而,巨型框架-核心筒结构与普通框架-核心筒结构的受力特点及规律有所不同,针对巨型框架-核心筒结构与普通框架-核心筒结构的框架剪力分布特征的对比研究有待完善,而且我国现行规范也缺乏对巨型框架-核心筒结构中框架剪力的调整规定。因此,通过典型普通框架-剪力墙与巨型框架-剪力墙平面模型算例的静力分析及典型巨型框架-核心筒结构算例的弹塑性动力时程分析,考察了地震作用下楼层剪力在结构各竖向构件之间的分布规律。结果表明:地震作用下巨型框架-核心筒结构中的框架楼层剪力分布规律与普通框架-核心筒结构有明显区别;巨型框架柱与次框架柱的楼层剪力分布规律存在明显差异;规范中规定的框架剪力调整方法不能直接应用于巨型框架-核心筒结构。结合分析得到的剪力分布规律及已有的工程经验,针对巨型框架-核心筒结构中框架剪力调整方案进行讨论并给出相关建议。

重庆来福士广场北塔楼四巨柱体系研究与改进

介绍了重庆来福士广场356m高北塔楼四巨柱结构体系,研究外框剪力在巨柱结构体系中的合理分配。通过调整外框次框架柱不同截面大小、连接形式,以及核心筒、伸臂结构的优化分析,确保外框架的剪力分配能满足8%的抗震专项审查意见。采用LS-DYNA进行设计大震、设计大震+0.5度以及设计大震+1度下的动力弹塑性分析,考察新旧方案不同的弹塑性分析结果,进一步验证改进后的四巨柱结构体系的可靠性、安全性。

基于平安金融中心的巨柱内隔板形式分析

平安金融中心为巨型结构体系,巨柱水平向连接带状桁架与角桁架,带状桁架与角桁架需要通过巨柱内的加劲隔板传递轴力,故巨柱不同的内隔板形式会对巨型体系的整体性能起关键作用。利用有限元软件ABAQUS对比分析两种不同的巨柱内隔板形式,通过分析各项计算结果找到合适的巨柱内隔板形式。